دائرة مضخم التمهيد باستخدام الترانزستورات

تعد مكبرات الصوت جزءًا لا يتجزأ من الإلكترونيات التي تُستخدم لتضخيم إشارات السعة المنخفضة. يلعب مكبر الصوت دورًا مهمًا للغاية في تعزيز الإشارة ، خاصة في إلكترونيات الصوت والطاقة. لقد قمنا سابقًا ببناء العديد من أنواع مكبرات الصوت بما في ذلك مضخمات الصوت ومضخمات الطاقة ومضخمات التشغيل وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك تعلم العديد من مكبرات الصوت الأخرى الشائعة الاستخدام باتباع الروابط التالية:

• مضخم الدفع والسحب
• مكبر تفاضلي
• مضخم عكسي
• مضخم صوت الأجهزة

كل مضخم له فئة وتطبيق مختلف. تستخدم الترانزستورات والمضخمات بشكل عام لبناء مكبر للصوت. هنا ، في هذا المشروع نتعرف على Bootstrap Amplifier.

ما هو Bootstrapping؟

عادةً ما يكون Bootstrapping أسلوبًا يستخدم فيه جزء من المخرجات عند بدء التشغيل. في مضخم Bootstrap ، يتم استخدام bootstrapping لزيادة مقاومة الإدخال. بسبب انخفاض تأثير التحميل على مصدر الإدخال أيضًا. يبدو التصميم مشابهًا لزوج دارلينجتون ، حيث يحتوي على مكثف التمهيد. مكثف Bootstrap يستخدم لتوفير ردود فعل إيجابية لإشارة التيار المتردد لقاعدة الترانزستور. تساعد هذه التعليقات الإيجابية في تحسين القيمة الفعالة للمقاومة الأساسية. تتحدد هذه الزيادة في المقاومة الأساسية أيضًا من خلال كسب الجهد لدائرة مكبر الصوت.

لماذا نحتاج إلى مقاومة عالية لمضخم الصوت؟

تعمل مقاومة المدخلات العالية على تحسين تضخيم إشارة الإدخال وبالتالي فهي مطلوبة في تطبيقات مكبر الصوت المختلفة. إذا كان لدينا مقاومة منخفضة للمدخلات ، فسنحصل على تضخيم منخفض. بشكل عام ، تتميز BJT (ترانزستور تقاطع ثنائي القطب) بمقاومة منخفضة للمدخلات (عادةً من 1 أوم إلى 50 كيلو أوم). لذلك ، يتم استخدام تقنية bootstrapping لزيادة مقاومة الإدخال.

يتم حساب الجهد عبر معاوقة الإدخال باستخدام الصيغة التالية:

V = {(V _in.Z _in) / (V _in + ZV _in)}

ومن ثم ، وفقًا للصيغة ، فإن مقاومة الإدخال تتناسب مع الجهد عبرها. إذا زادت مقاومة الإدخال ، فسوف يزداد الجهد عبرها أيضًا والعكس صحيح.

المكونات مطلوبة

• NPN الترانزستور - BC547
• المقاوم - 1 كيلو ، 10 كيلو
• مكثف - 33pf
• AC أو نبض إشارة الإدخال
• امدادات التيار المستمر - 9 فولت أو 12 فولت
• اللوح
• توصيل الأسلاك

مخطط الرسم البياني

بالنسبة لإشارة نبض الإدخال ، استخدمنا إشارة AC (باستخدام محول) ، يمكنك أيضًا استخدام إدخال PWM. وبالنسبة لإدخال Vcc ، فإننا نستخدم RPS (العرض الإيجابي المنظم) في الدائرة. حافظ على المسافة بين سلك التيار المتردد والتيار المستمر لأسباب تتعلق بالسلامة.

العمل من Bootstrap Amplifier

بعد توصيل الدائرة وفقًا لمخطط الدائرة ، تبدو الدائرة مشابهة لزوج دارلينجتون. هنا ، استخدمنا تقنية bootstrapping لزيادة مقاومة الإدخال لدائرة مكبر الصوت هذه. عندما تكون قاعدة الترانزستور Q1 عالية والنقطة B منخفضة. لذلك ، فإن المكثف يشحن حتى قيمة الجهد عبر R2. عندما ينخفض ​​Q1 ويبدأ الجهد في الزيادة عند قاعدة Q2 ، يتم تفريغ المكثف ببطء. وللحفاظ على الشحنة ، يتم دفع النقطة A أيضًا لأعلى. لذلك يزداد الجهد عند النقطة B ويظل الجهد عند النقطة A يرتفع أيضًا حتى يذهب أكثر من Vcc.

يتم تفريغ الشحنة في مكثف التمهيد C1 بواسطة المقاوم R1 و R2. يطلق على هذه التقنية اسم bootstrapping لأن زيادة الجهد عند أحد طرفي المكثف سيزيد الجهد عند الطرف الآخر للمكثف.

ملاحظة: لا يمكن استخدام تقنية Bootstrapping إلا إذا كان ثابت وقت RC أكثر مقارنة بالفترة الفردية لإشارة القيادة.

يوجد أدناه محاكاة البروتين لمضخم التمهيد مع الشكل الموجي المضخم.

أيضًا ، قمنا بتصميم دائرة مضخم التمهيد على اللوح. فيما يلي الشكل الموجي الناتج الذي تم الحصول عليه باستخدام مرسمة الذبذبات:

تحقق من المزيد من دارة مكبر الصوت وتطبيقاتها.